JP2014063979A - Solar cell and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は太陽電池及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a solar cell and a manufacturing method thereof.
最近石油や石炭のような既存エネルギー資源の枯渇が予測され、これらを取り替える代替エネルギーに対する関心が高くなり、これによって太陽エネルギーから電気エネルギーを生産する太陽電池が注目されている。 Recently, depletion of existing energy resources such as oil and coal is predicted, and interest in alternative energy that replaces these has increased, and solar cells that produce electric energy from solar energy are attracting attention.
一般的な太陽電池はp型とn型のように互いに異なる導電型(conductive type)によりp−n接合を形成する半導体部、それと互いに異なる導電型の半導体部にそれぞれ接続された電極を備える。 A general solar cell includes a semiconductor part that forms a pn junction with different conductive types, such as p-type and n-type, and electrodes that are respectively connected to semiconductor parts with different conductive types.
このような太陽電池に光が入射すると半導体で電子と正孔が生成され、生成された 電子−正孔対の電子と正孔はp−n接合によって、その方向に、つまり電子はn型半導体部の方向に移動し、正孔はp型半導体部の方向に移動する。移動した電子と正孔はそれぞれp型半導体部とn型半導体部に接続された互いに異なる電極によって収集され、この電極を電線で接続して電力を得る。 When light enters such a solar cell, electrons and holes are generated in the semiconductor, and the electrons and holes of the generated electron-hole pair are in the direction, that is, the electrons are n-type semiconductors. The holes move in the direction of the p-type semiconductor part. The moved electrons and holes are collected by different electrodes connected to the p-type semiconductor portion and the n-type semiconductor portion, respectively, and these electrodes are connected by electric wires to obtain electric power.
本発明の目的は、効率が向上した太陽電池およびその製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a solar cell with improved efficiency and a method for manufacturing the solar cell.
本発明の太陽電池は第1導電型の不純物を含有する基板と基板の第1面に配置され、第1導電型と反対の第2導電型の不純物を含有し、第1シート抵抗を有する低濃度エミッタ部と第1シート抵抗より低い第2シート抵抗を有する高濃度エミッタ部を備えるエミッタ部とエミッタ部の上に配置される第1誘電層と高濃度エミッタ部上に第1方向に配置される第1フィンガー電極と低濃度エミッタ部上に第1方向と交差する第2方向に配置される第1バスバー電極を含む第1電極と、基板の第2面に形成され、基板と接続される第2電極とを含み、第1バスバー電極は、導電性の金属粒子と熱硬化性樹脂(resin)を含み、第1フィンガー電極は、高濃度エミッタ部と接触するシード層とシード層の上に形成される導電性金属層を含む。 The solar cell according to the present invention is disposed on a first surface of a substrate containing an impurity of the first conductivity type and the first surface of the substrate, contains an impurity of the second conductivity type opposite to the first conductivity type, and has a low sheet resistance. An emitter section comprising a concentration emitter section and a high concentration emitter section having a second sheet resistance lower than the first sheet resistance, a first dielectric layer disposed on the emitter section, and a high concentration emitter section disposed in a first direction. A first electrode including a first bus bar electrode disposed in a second direction intersecting the first direction on the first finger electrode and the low-concentration emitter, and formed on the second surface of the substrate and connected to the substrate A second electrode, the first bus bar electrode includes conductive metal particles and a thermosetting resin, and the first finger electrode is on the seed layer and the seed layer in contact with the high concentration emitter portion. A conductive metal layer to be formed is included.
ここで、第1バスバー電極と低濃度エミッタ部の間には、第1誘電層が配置されることができる。 Here, the first dielectric layer may be disposed between the first bus bar electrode and the low concentration emitter portion.
ここで、金属粒子は、銀(Ag)を含むことができ、金属粒子の大きさは1μm以下で有り得る。 Here, the metal particles may include silver (Ag), and the size of the metal particles may be 1 μm or less.
なお、熱硬化性樹脂は、モノマー(momer)系のエポキシ(epoxy)樹脂またはアクリル(acrylic)樹脂を含むことができる。 The thermosetting resin may include a monomer-based epoxy resin or an acrylic resin.
ここで、第1バスバー電極は、ガラスフリット(glass frit)を含まないか、ガラスフリット(glass frit)を、前記第1バスバー電極の単位体積当たり10%以下の体積比で含むことができ、第1バスバー電極は、エミッタ部との境界面に再結晶化された金属層を含まないことがある。 Here, the first bus bar electrode may include no glass frit or glass frit at a volume ratio of 10% or less per unit volume of the first bus bar electrode. One bus bar electrode may not include a recrystallized metal layer at the interface with the emitter portion.
また、第1フィンガー電極はメッキ方式により形成されることがあり、シード層は、ニッケル−シリサイド(Ni−Si)を含み、導電性金属層は、スズ(Sn)、銅(Cu)と銀(Ag)のうち少なくとも一つを含むことができる。 The first finger electrode may be formed by a plating method, the seed layer includes nickel-silicide (Ni-Si), and the conductive metal layer includes tin (Sn), copper (Cu), and silver ( Ag) may be included.
また、低濃度エミッタ部は、第1誘電層と直接接触し、第1バスバー電極は、第1誘電層と直接接触することができる。 Further, the low-concentration emitter part can be in direct contact with the first dielectric layer, and the first bus bar electrode can be in direct contact with the first dielectric layer.
また、第2電極は、第1方向に配置される第2フィンガー電極と第1方向と交差する第2方向に配置される第2バスバー電極を含むことができる。 In addition, the second electrode may include a second finger electrode disposed in the first direction and a second bus bar electrode disposed in the second direction intersecting the first direction.
ここで、第2フィンガー電極は、シード層と、シード層の上に形成される導電性金属層とを含むことができ、第2バスバー電極は、導電性の金属粒子と熱硬化性樹脂(resin)を含むことができる。 Here, the second finger electrode may include a seed layer and a conductive metal layer formed on the seed layer, and the second bus bar electrode may include conductive metal particles and a thermosetting resin (resin). ) Can be included.
また、本発明に係る太陽電池の製造方法の一例は、基板の第1面に第1シート抵抗を有する低濃度エミッタ部を形成するステップと低濃度エミッタ部上に第1誘電層を形成するステップと第1誘電層上にドーパントペーストを塗布し、ドーパントペーストにレーザビームを照射し、第1シート抵抗より低い第2シート抵抗を有する高濃度エミッタ部を形成するステップと高濃度エミッタ部上に第1方向に第1フィンガー電極を形成し、第1方向と交差する第2方向に第1バスバー電極を形成する第1電極形成ステップと、基板の第2面に第2電極を形成するステップとを含み、第1電極形成ステップで、第1フィンガー電極はメッキ方式で形成し、第1バスバー電極は、電気伝導性の金属粒子と熱硬化性樹脂(resin)を含むバスバーペースト(paste)を塗布し設定温度で熱処理して形成することができる。 Also, in one example of a method for manufacturing a solar cell according to the present invention, a step of forming a low concentration emitter portion having a first sheet resistance on a first surface of a substrate and a step of forming a first dielectric layer on the low concentration emitter portion. And applying a dopant paste on the first dielectric layer and irradiating the dopant paste with a laser beam to form a high-concentration emitter portion having a second sheet resistance lower than the first sheet resistance, and a step on the high-concentration emitter portion. Forming a first finger electrode in one direction and forming a first bus bar electrode in a second direction intersecting the first direction; and forming a second electrode on the second surface of the substrate. In the first electrode forming step, the first finger electrode is formed by plating, and the first bus bar electrode is a bus bar paste including electrically conductive metal particles and a thermosetting resin (resin). paste) can be formed by heat-treating the coating to set temperature.
ここの第1電極形成ステップにおいて、バスバーペーストを設定温度で熱処理する工程温度は300℃〜350℃の間で有り得る。 In the first electrode forming step, the process temperature for heat-treating the bus bar paste at a set temperature may be between 300 ° C. and 350 ° C.
また、第1電極形成ステップで、バスバーペーストを設定温度で熱処理する際に、バスバーペースト(paste)は、第1誘電層を貫通しない場合がある。 Further, when the bus bar paste is heat-treated at a set temperature in the first electrode formation step, the bus bar paste may not penetrate the first dielectric layer.
また、第1電極形成ステップでは、バスバーペーストを設定温度で熱処理する際に、エミッタ部との境界面に再結晶化された金属層が形成されないことがある。 In the first electrode formation step, when the bus bar paste is heat-treated at a set temperature, a recrystallized metal layer may not be formed on the interface with the emitter portion.
また、第1電極形成ステップで、設定温度で熱処理した後、金属粒子の形状は熱処理前の金属粒子の形状を維持することができる。 In addition, after the heat treatment at the set temperature in the first electrode formation step, the shape of the metal particles can maintain the shape of the metal particles before the heat treatment.
また、バスバーペーストは、ガラスフリット(glass frit)を含まないか、ガラスフリット(glass frit)を前記バスバーペーストの単位体積当たり10%以下の体積比で含むことができる。 In addition, the bus bar paste may not include glass frit, or may include glass frit at a volume ratio of 10% or less per unit volume of the bus bar paste.
また、熱硬化性樹脂は、モノマー系のエポキシ(epoxy)樹脂またはアクリル(acrylic)樹脂を含むことができる。 The thermosetting resin may include a monomeric epoxy resin or an acrylic resin.
本発明の製造方法によれば、フィンガー電極はメッキ方式で形成しバスバー電極は、ペーストを用いた印刷方式で形成できる。したがって、フィンガー電極の製造工程をさらに単純化することができ、最小限の領域にのみレーザビームを照射するので、エミッタ部や基板の熱損傷を最小限に抑えることができ、フィンガー電極がエミッタ部を貫通し基板と接触する短絡(shunt)が発生する可能性がない。また、ガラスフリットを含まず、低温工程で熱処理を行うことができるペーストを塗布してバスバー電極を形成するので、エミッタ部と基板に加わる熱損傷を最小限に抑えることができ、太陽電池の効率をさらに向上することができる。 According to the manufacturing method of the present invention, the finger electrodes can be formed by a plating method, and the bus bar electrodes can be formed by a printing method using a paste. Therefore, the manufacturing process of the finger electrode can be further simplified, and the laser beam is irradiated only to a minimum area, so that thermal damage of the emitter part and the substrate can be minimized, and the finger electrode is formed in the emitter part. There is no possibility of a shunt penetrating through and contacting the substrate. In addition, the bus bar electrode is formed by applying paste that does not contain glass frit and can be heat-treated in a low-temperature process, so that thermal damage to the emitter and the substrate can be minimized, and the efficiency of the solar cell Can be further improved.
以下では添付した図面を参照にして本発明の実施の形態に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし本発明はいろいろ多様な形状に具現されることができここで説明する実施の形態に限定されない。そして図面で本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体を介して類似の部分に対しては類似の図面符号を付けた。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the embodiments of the present invention. However, the present invention can be embodied in various shapes and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly describe the present invention in the drawings, parts not related to the description are omitted, and like parts are denoted by like reference numerals throughout the specification.
図で多くの層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。層、膜、領域、基板などの部分が他の部分「上に」あると言う時、これは他の部分「真上に」ある場合だけではなくその中間に他の部分がある場合も含む。反対に何れの部分が他の部分「真上に」あると言う時には中間に他の部分がないことを意味する。 In the figure, the thickness is shown enlarged to clearly represent many layers and regions. When a part such as a layer, a film, a region, a substrate, etc. is said to be “on” another part, this includes not only the case where the other part is “above”, but also the case where there is another part in between. Conversely, when any part is said to be “directly above” another part, it means that there is no other part in the middle.
また、何れの部分が他の部分の上に「全体的」に形成されているとするときは、他の部分の全体面に形成されていることだけでなく、端の一部には、形成されていないことを意味する。 In addition, when any part is formed “overall” on another part, it is not only formed on the entire surface of the other part but also formed on a part of the end. Means not.
それでは添付した図面を参照にして本発明の一実施の形態に係る太陽電池の方向に対して説明する。 The direction of the solar cell according to one embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
先ず、図1と図2を参照にして、本発明の第一実施の形態に係る太陽電池に対して詳細に説明する。 First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the solar cell which concerns on 1st embodiment of this invention is demonstrated in detail.
図1は、本発明の第1実施形態に係る太陽電池の一部斜視図であり、図2Aは、図1に示した太陽電池をIIA−IIA線に沿って切った断面図であり、図2Bは、図1に示した太陽電池をIIB−IIB線に沿って切った断面図である。 FIG. 1 is a partial perspective view of the solar cell according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line IIA-IIA of the solar cell shown in FIG. 2B is a cross-sectional view of the solar cell shown in FIG. 1 cut along the line IIB-IIB.
図1、 図2Aと図2Bを参考にすると、本発明の第1実施形態に係る太陽電池は、基板110、基板110の第1面に位置するエミッタ部121、エミッタ部121の上に位置する第1誘電層130、エミッタ部121の上に位置する第1電極140、第1面の反対面の基板110の第2面に位置する後面電界部172、そして 後面電界部172の上と基板110上に位置する第2電極150を備える。
Referring to FIGS. 1, 2A and 2B, the solar cell according to the first embodiment of the present invention is located on the
基板110は、第1導電型の不純物を含有することができる。たとえば基板110は、p型導電型の不純物を含有することができ、シリコン(silicon)のような半導体から構成される半導体基板110で有り得る。この時、半導体は、多結晶シリコンまたは単結晶シリコンのような結晶質半導体で有り得る。
The
基板110がp型の導電型を有する場合、ホウ素(B)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)などのような3価元素の不純物が基板110にドーピング(doping)される。しかし、これとは異なり、基板110はn型導電型で有り得、シリコン以外の他の半導体物質から形成することもある。基板110がn型の導電型を有する場合、基板110はりん(P)、砒素(As)、アンチモン(Sb)などのように5価元素の不純物が基板110にドーピングされる。
When the
このような基板110の第1面は図1に示されたようにテクスチャリング(texturing)されて凹凸面のテクスチャリング表面(textured surface)を有することができる。これのより基板110の第1面の上に位置した第1誘電層130もまた凹凸面を有することがある。なお、基板110の第1面だけでなく、第2面にもテクスチャリング表面を形成することができる。
The first surface of the
複数の凹凸を有しているテクスチャリング表面によって、基板110の表面積が増加し、光の入射面積が増加し、基板110によって反射される光の量が減少するので、基板110に入射する光の量が増加する。
The textured surface having a plurality of irregularities increases the surface area of the
エミッタ部121は、基板110の第1面に配置され、基板110の導電型と反対の第2導電型の不純物、例えば、n型の導電型を有する不純物を含有することができる。これにより、エミッタ部121は、基板110の第1導電型部分とp−n接合を形成する。
The
基板110とエミッタ部121の間に形成されたp−n接合に起因する内部電位差(built-in potential difference)によって、基板110に入射された光によって生成された電荷の電子−正孔対は、電子と正孔に分離され、電子はn型の方向に移動し、正孔はp型側に移動する。したがって、基板110がp型であり、エミッタ部121がn型の場合、分離された電子は、エミッタ部121方向に移動し分離された正孔は、基板110の第2面の方向に移動する。
An electron-hole pair of charges generated by light incident on the
エミッタ部121は、基板110とp−n接合を形成するので、これと異なり、基板110が、n型の導電型を有する場合、エミッタ部121は、p型の導電型を有する。この場合、分離された電子は、基板110の第2面の方向に移動し分離された正孔は、エミッタ部121方向に移動する。
Since the
エミッタ部121が、n型の導電型を有する場合、エミッタ部121には、5価元素の不純物がドーピングされることがあり、逆にエミッタ部121がp型の導電型を有する場合、エミッタ部121には、3価元素の不純物がドーピングされることがある。
When the
このようなエミッタ部121は、図1に示されたように、第1シート抵抗を有する低濃度エミッタ部121Lと第1シート抵抗より低い第2シート抵抗を有する高濃度エミッタ部121Hを含むことができる。
As shown in FIG. 1, the
ここで、低濃度エミッタ部121Lは、第2導電型の不純物が低濃度でドーピングされた領域であり、高濃度エミッタ部121Hは、第2導電型の不純物が低濃度エミッタ部121Lより高濃度でドーピングされた領域である。
Here, the low-
また、低濃度エミッタ部121Lの上には、第1誘電層130が位置することができ、高濃度エミッタ部121Hの上には、第1電極140のうち、第1フィンガー電極141が位置することができる。したがって、高濃度エミッタ部121Hは、第1フィンガー電極141と重疊する位置に第1方向に伸びていることがある。
In addition, the
また、低濃度エミッタ部121Lと高濃度エミッタ部121Hにドーピングされた不純物の濃度差により、低濃度エミッタ部121Lと高濃度エミッタ部121Hのシート抵抗(sheet resistance)もまた互いに異なり、低濃度エミッタ部121Lのシート抵抗は高濃度エミッタ部121Hのシート抵抗より大きくなることがある。
Further, the sheet resistance of the low-
例えば、低濃度エミッタ部121Lのシート抵抗は約100Ω/□乃至120Ω/□であり、高濃度エミッタ部121Hのシート抵抗は約30Ω/□乃至50Ω/□で有り得る。
For example, the sheet resistance of the low-
低濃度エミッタ部121Lのシート抵抗が100Ω/□乃至120Ω/□の場合、低濃度エミッタ部121L自体で吸収される光の量がさらに減少し基板110に入射する光の量を増加させ、不純物による電荷損失がさらに減少する。
When the sheet resistance of the low-
また、高濃度エミッタ部121Hのシート抵抗が30Ω/□乃至50Ω/□の場合、高濃度エミッタ部121Hと第1電極140との接触抵抗が減り電荷の移動中、抵抗による電荷損失が減る。
In addition, when the sheet resistance of the high-
このように、本発明に係る太陽電池は、互いに異なるシート抵抗を有する低濃度エミッタ部121Lと高濃度エミッタ部121Hを備えた選択的エミッタ構造(selective emitter structure)を有することができる。
As described above, the solar cell according to the present invention may have a selective emitter structure including the low-
ここで、低濃度エミッタ部121Lと高濃度エミッタ部121Hの不純物ドーピングの厚さが互いに異なることがある。たとえば、低濃度エミッタ部121Lの厚さは、高濃度エミッタ部121Hの厚さより薄いことがある。
Here, the impurity doping thicknesses of the low-
第1誘電層130は、エミッタ部121上に配置されることがあり、水素を含有する透明なシリコン窒化膜(SiNx)、シリコン酸化膜(SiOx)、またはシリコン酸化窒化膜(SiOxNy)などで形成することができる。図1では、第1誘電層130が一つの層で形成された場合を一例として示されているが、これと異なり、第1誘電層130は、複数の層で形成されることもある。
The
このような第1誘電層130は、太陽電池で入射する光の反射度を減らし、特定の波長領域の選択性を増加させ、太陽電池の効率を高める。また、第1誘電層130を形成する際の注入された水素(H)などを介して第1誘電層130は、基板110の表面及びその近傍に存在する、ダングリングボンド(dangling bond)のような欠陥(defect)を安定した結合に変えて欠陥によって基板110の表面の方向に移動した電荷が消滅することを減少させるパッシベーション機能(passivation function)を遂行することができる。したがって、 欠陥によって基板110の表面及びその近所で損失する電荷の量が減少するので、太陽電池の効率は向上する。
Such a first
第1電極140は、エミッタ部121上に配置され、複数の第1フィンガー電極141と複数の第1バスバー電極142を備えることがある。
The
ここで、第1フィンガー電極141は、高濃度エミッタ部121Hのパターンと同じパターンで、第1方向に形成されることがあり、高濃度エミッタ部121Hの上に接触して配置することができる。
Here, the
したがって、複数の第1フィンガー電極141は、エミッタ部121の高濃度エミッタ部121Hと電気的及び物理的に接続されてあり、互いに離隔され決まった方向に並んで形成することができる。これに伴い、複数の第1フィンガー電極141は、高濃度エミッタ部121H方向に移動した電荷、例えば、電子を収集することができる。
Accordingly, the plurality of
複数の第1バスバー電極142は、第1フィンガー電極141と交差する第2方向に配置することができる。
The plurality of first
ここで、第1バスバー電極142は、第1フィンガー電極141とは異なり、第1誘電層130上に接触して配置することができる。つまり、第1バスバー電極142とエミッタ部121の間には、第1誘電層130が配置されることがあり、併せて、第1バスバー電極142の下には、低濃度エミッタ部121Lが配置することができる。第1バスバー電極142は、本実施例で、第1誘電層130に直接接触することができる。
Here, unlike the
このとき、複数の第1バスバー電極142は、複数の第1フィンガー電極141と同じ層に位置し、各第1フィンガー電極141と交差する地点(CR)で当該第1フィンガー電極141と電気的及び物理的に接続される。
At this time, the plurality of first
ここで、第1フィンガー電極141は、図1及び図2Bに示されたように、第1バスバー電極142と交差する地点(CR)で離隔して形成することができる。つまり、第1フィンガー電極141は、第1バスバー電極142を間に置いて、離隔されて形成され得る。しかし、これは一例に過ぎず、これと別の方法で形成することもできる。
Here, as shown in FIGS. 1 and 2B, the
したがって、図1に示したように、複数の第1フィンガー電極141は、横または縦方向に伸びているストライプ形状を有しており、複数の第1バスバー電極142は、縦または横方向に伸びているストライプ形状を有し、第1電極140は、基板110の第1面に格子状に位置する。
Therefore, as shown in FIG. 1, the plurality of
なお、図1乃至図2Aは、第1フィンガー電極141の厚さと第1バスバー電極142の厚さが同じ場合を一例として、示しているが、これと異なり、第1バスバー電極142の厚さが第1フィンガー電極141の厚さより厚いことができる。
1 to 2A show an example in which the thickness of the
このような複数の第1バスバー電極142は、複数の第1フィンガー電極141によって収集され移動する電荷を収集した後、該当方向に収集された電荷を外部装置、例えば、隣接する他の太陽電池またはジャンクションボックス(junction box)に転送することができる。
The plurality of first
このとき、各第1バスバー電極142は、交差する複数の第1フィンガー電極141によって収集された電荷を集めて所望の方向に移動させなければならないので、抵抗を最小限に抑えるため、各第1バスバー電極142の幅(W142)は、各第1フィンガー電極141の幅(W141)より大きく形成することができる。
At this time, each first
具体的には、第1バスバー電極142の幅(W142)は、第1フィンガー電極141の幅(W141)の50〜600倍に形成することができる。たとえば、第1フィンガー電極141の幅(W141)は、5μm〜20μmの間で形成され得、第1バスバー電極142の幅(W142)は、1mm〜3mmの間で形成することができる。
Specifically, the width (W142) of the first
図1で、基板110に位置する第1フィンガー電極141と第1バスバー電極142の個数は一例に過ぎず、変更可能である。
In FIG. 1, the number of
後面電界部172は、基板110と同じ導電型の不純物が基板110より高濃度でドープされた領域、例えば、p+領域である。
The rear surface
このような基板110の第1導電性領域と後面電界部172との間の不純物濃度差により、電位障壁が形成され、これにより、正孔の移動方向の後面電界部172方向に電子移動を妨害する一方、後面電界部172方向に正孔移動を容易にする。したがって、基板110の第2面及びその近傍で電子と正孔の再結合で失われる電荷の量を減らし、所望する電荷(例えば、正孔)の移動を加速させ、第2電極150への電荷移動量を増加させる。
A potential barrier is formed by the impurity concentration difference between the first conductive region of the
第2電極150は、後面電極層151と後面電極層151と接続されている複数の第2バスバー電極152を備える。
The
後面電極層151は、基板110の第2面に位置する後面電界部172と接触しており、基板110の第2面中で第2バスバー電極152が位置した部分を除けば、実質的に基板110の第2面全体に位置することができる。
The
後面電極層151は、アルミニウム(Al)のような導電性物質を含有することができる。このような後面電極層151は、後面電界部172の方向から移動する電荷、例えば、正孔を収集することができる。
The
このとき、後面電極層151は、基板110より高い濃度で不純物を含有する後面電界部172と接触しているので、後面電界部172と後面電極層151との間の接触抵抗が減少して基板110から後面電極層151への電荷転送効率が向上する。
At this time, since the
複数の第2バスバー電極152は、後面電極層151が位置していない基板110の第2面上に位置し、隣接する後面電極層151と接続されている。
The plurality of second
このような複数の第2バスバー電極152は、図1乃至図2Aに示されたように、複数の第1バスバー電極142と重畳する(または対向する)位置に配置することができる。
The plurality of second
複数の第2バスバー電極152は、複数の第1バスバー電極142と類似に、後面電極層151から伝達される電荷を収集する。
The plurality of second
複数の第2バスバー電極152やはり外部装置と接続されて、複数の第2バスバー電極152によって収集された電荷(例えば、正孔)は、外部装置に出力される。
The plurality of second
このような複数の第2バスバー電極152は、後面電極層151より良好な伝導度を有する物質から形成され得、例えば、銀(Ag)のような少なくとも一つの導電性物質を含有することができる。
The plurality of second
なお、このような構造を有する太陽電池は、第1バスバー電極142と第2バスバー電極152上に導電性フィルム(CF)のようなインターコネクタが配置され、隣接する他の太陽電池と電気的に接続することができる。
The solar cell having such a structure has an interconnector such as a conductive film (CF) disposed on the first
このような構造を有する本実施形態に係る太陽電池の動作は、次のとおりである。 The operation of the solar cell according to this embodiment having such a structure is as follows.
太陽電池に光が照射され、第1誘電層130を介して基板110に入射すると、光のエネルギーによって、半導体部から電子−正孔対が発生する。この時、基板110のテクスチャリング表面と第1誘電層130によって基板110に入射する光の反射損失が減り、基板110に入射する光の量が増加する。
When the solar cell is irradiated with light and incident on the
これらの電子−正孔対は、基板110とエミッタ部121のp−n接合によって互いに分離され、電子と正孔は、例えば、n型の導電型を有するエミッタ部121とp型の導電型を有する基板110方向にそれぞれ移動する。このように、エミッタ部121方向に移動した電子は、複数の第1フィンガー電極141と複数の第1バスバー電極142によって収集され、複数の第1バスバー電極142に沿って移動し、基板110方向に移動した正孔は、隣接する後面電極層151と複数の第2バスバー電極152によって収集され、複数の第2バスバー電極152に沿って移動する。このような第1バスバー電極142と第2バスバー電極152を導線で接続すると、電流が流れることになり、これを外部から電力として利用することになる。
These electron-hole pairs are separated from each other by a pn junction between the
このとき、エミッタ部121が選択的エミッタ構造を有するエミッタ部121によって、電荷の損失量は減少し、第1電極140に移動する電荷の量は増加し、太陽電池の効率は大幅に向上する。
At this time, the
一方、このような構造を有する本発明の太陽電池で、第1バスバー電極142は、第1フィンガー電極141に含まれる物質と他の物質を含む。
On the other hand, in the solar cell of the present invention having such a structure, the first
例えば、第1フィンガー電極141は、メッキ方式で形成されることがあり、これに伴い、第1フィンガー電極141は、高濃度エミッタ部121Hの上に形成されるシード層(141S、図3)とシード層141Sの上に形成される導電性金属層141Mを含んで形成することができる。このような第1フィンガー電極141は、スズ(Sn)層、銅(Cu)層、銀(Ag)層、ニッケル(Ni)層、ニッケル(Ni)とシリコン(Si)が化学的に結合したニッケル−シリコン(Ni−Si)層のうちの少なくとも一つを含んで形成することができる。
For example, the
なお、第1バスバー電極142は、導電性物質を含むペーストを塗布した後、乾燥して形成されることがあるが、このように第1バスバー電極142は、電気伝導性の金属粒子と熱硬化性樹脂(resin)を含むことができる。したがって、第1バスバー電極142には、第1フィンガー電極141には含まれていない他の物質を含むことができる。
The first
このように、第1フィンガー電極141と第1バスバー電極142は、互いに異なる製造方法により、互いに異なる構造で形成することができる。このように、第1フィンガー電極141と第1バスバー電極142の製造方法は互いに異なるので、太陽電池の効率と生産性の向上をさせることができる。
As described above, the
例えば、第1フィンガー電極141は、前述したように、メッキ方式で形成することができる。
For example, the
このようなメッキ方法で、第1フィンガー電極141を形成する場合には、(1)アライメントを合わせる別の工程が必要でなくなるので、第1フィンガー電極141の製造工程をさらに単純化することができ、(2)熱が加わる領域を最小限に抑えることができ、エミッタ部121や基板110が高い熱を受けて損傷することを最小限に抑えることができる。(3)さらに、第1フィンガー電極141を製造する際に、第1フィンガー電極141がエミッタ部121を貫通して基板110と接触する短絡(shunt)を心配する必要がない。
When the
しかし、第1バスバー電極142を形成するときに、メッキ方式を利用するのは無理がある。その理由は、次のとおりである。
However, it is impossible to use a plating method when forming the first
メッキ方式を実行するためには、まず、レーザビームを利用して、エミッタ部121上に配置される第1誘電層130を除去しなければならない。この時、レーザビームによって第1誘電層130が除去されるときに、基板110とエミッタ部121は、レーザビームの熱によって損傷を受けるので、レーザビームの照射範囲を最小限にすることが重要である。
In order to execute the plating method, first, the
しかし、第1バスバー電極142の幅(W142)は、第1フィンガー電極141の幅(W141)に比べて少なくとも50倍、多ければ600倍程度大きく形成されるが、このように大きな幅を有する第1バスバー電極142を形成する際に、メッキ方式で形成するには、製造工程時間が非常に長くなるだけでなく、レーザビームが基板110とエミッタ部121に照射される時間と量が多くなって、基板110とエミッタ部121の光電変換効率が著しく低下することがある。
However, the width (W142) of the first
したがって、本発明では、第1バスバー電極142を形成する際に、前述したように、電気伝導性の金属粒子と熱硬化性樹脂(resin)を含むバスバーペーストを使用する。このようなバスバーペーストは高温工程(例えば、800℃〜900℃)を必要とする従来のペーストと異なり、低温工程(例えば、300℃〜350℃)においても、第1バスバー電極142を形成することができ、温度によって基板110とエミッタ部121に及ぼす影響を最小限に抑えることができる。したがって、太陽電池の効率をさらに向上させることができる。本発明の実施形態では、低温熱処理工程は、設定温度での熱処理工程をいう。
Therefore, in the present invention, when the first
このような本発明のバスバーペーストによって形成される第1バスバー電極142の構造は、従来のバスバーペーストによって形成される第1バスバー電極142の構造とも異なって形成される。これは、図4及び図5でさらに詳細に説明する。
The structure of the first
以下の図3では、前述した第1フィンガー電極141の構造について詳細に説明する。
In the following FIG. 3, the structure of the
図3は、第1フィンガー電極141の構造を説明するために、図2で第1フィンガー電極の部分を拡大した拡大図である。
FIG. 3 is an enlarged view of a portion of the first finger electrode in FIG. 2 in order to explain the structure of the
図3に示されたように、本発明に係る第1フィンガー電極141は、シード層141Sと導電性金属層141Mを含むことができる。
As shown in FIG. 3, the
ここで、第1フィンガー電極141の下には、図3に示されたように、高濃度エミッタ部121Hが形成されることがあり、一部には第1誘電層130の残留物130Rが残りえる。このような第1誘電層130の残留物130Rは、第1誘電層130の物質と同じ物質となしえる。しかし、図3とは異なって第1誘電層130の残留物130Rが残存しないこともある。
Here, as shown in FIG. 3, a high-
これは、第1フィンガー電極141を形成するために、エミッタ部121の上にある第1誘電層130を除去する過程で、残留物130Rの存在可否は、照射されるレーザビームの電力サイズや移動速度に応じて異なる可能性があるからである。
This is a process of removing the
つまり、照射されるレーザビームの電力のサイズが相対的に小さいか、移動速度が相対的に速い場合には、図3のように、第1誘電層130の残留物130Rが第1フィンガー電極141下に形成されることがあり、逆に、照射されるレーザビームの電力のサイズが相対的に大きいか、移動速度が相対的に遅い場合、図3とは異なり、第1フィンガー電極141の下には、第1誘電層130の残留物130Rが形成されないことがある。
That is, when the size of the power of the irradiated laser beam is relatively small or the moving speed is relatively fast, the
第1フィンガー電極141のシード層141Sは、図3に示されたように、高濃度エミッタ部121Hの上に配置され、導電性金属層141Mは、シード層141Sの上に形成されうる。
As shown in FIG. 3, the
このとき、シード層141Sは、一例として、ニッケル(Ni)を含むことができ、導電性金属層141Mは、スズ(Sn)、銅(Cu)と銀(Ag)のうち少なくとも一つを含みうる。
At this time, the
ここで、導電性金属層141Mは、一例として、銀(Ag)を含む層だけで形成し、又は、銅(Cu)を含む層の上にスズ(Sn)を含む層が積層されて形成することができる。
Here, as an example, the
なお、図3では、ニッケル(Ni)を含むシード層141Sが高濃度エミッタ部121Hに直接接触することを示しているが、これとは異なって、シード層141Sで高濃度エミッタ部121Hと接する境界面にはニッケル(Ni)とシリコン(Si)が化学的に結合してシリサイド化(silicidation)されたニッケル−シリサイド(Ni−Si)層(図示せず)をさらに含むことができる。
FIG. 3 shows that the
このようなニッケル−シリサイド(Ni−Si)層(図示せず)は、導電性金属層141Mが銅(Cu)を含む場合は、銅(Cu)物質が高濃度エミッタ部121H方向に拡散して高濃度エミッタ部121Hの機能を低下させることを防止することができる。
In such a nickel-silicide (Ni-Si) layer (not shown), when the
なお、このようなニッケル−シリサイド(Ni−Si)層(図示せず)は、第1バスバー電極142を形成するために、本発明のバスバーペーストを低温熱処理する過程で形成することができる。
Such a nickel-silicide (Ni-Si) layer (not shown) can be formed in the process of low-temperature heat treatment of the bus bar paste of the present invention in order to form the first
このような第1フィンガー電極141の構造は、めっき方式により形成することができる独特な構造で、レーザビーム照射によって除去された第1誘電層130の間に露出された高濃度エミッタ部121Hの上に、メッキ方式で第1フィンガー電極141を成長させて形成される。
Such a structure of the
したがって、従来とは異なり、(1)アライメントを合わせる別の工程が必要なくなるので、第1フィンガー電極141の製造工程をさらに単純化することができ、(2)最小限の領域にのみレーザビームを照射するのでエミッタ部121や基板110の熱損傷を最小限に抑えることができ、(3)それに加えて、第1フィンガー電極141を製造する際に、第1フィンガー電極141がエミッタ部121を貫通して基板110と接触する短絡(shunt)が発生する可能性がなく、太陽電池の製造工程の歩留まりをさらに向上させることができる。
Therefore, unlike the prior art, (1) a separate process for aligning the alignment is not necessary, so that the manufacturing process of the
以下の図4と図5では、前述した第1バスバー電極142の構造と従来のバスバー電極構造との差について詳細に説明する。
4 and 5 below, the difference between the structure of the first
図4は、第1バスバー電極の構造を説明するために、図2で第1バスバー電極部分を拡大した拡大図であり、図5は、本発明の第1バスバー電極の構造と比較して説明するために、従来のバスバー電極の構造を示した図である。 4 is an enlarged view of the first bus bar electrode portion shown in FIG. 2 for explaining the structure of the first bus bar electrode, and FIG. 5 is explained in comparison with the structure of the first bus bar electrode of the present invention. In order to do so, it is the figure which showed the structure of the conventional bus-bar electrode.
図4の(a) 及び(b)に示されたように、本発明に係る第1バスバー電極142は、エミッタ部121が無い第1誘電層130に接して配置され、電気伝導性を有する複数の金属粒子MB1と熱硬化性樹脂RSを含む。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the first
ここで、金属粒子MB1は、電気伝導性金属物質を含むことができ、例えば、電気伝導性が非常に良好な銀(Ag)を含むことができる。このような金属粒子MB1は、第1バスバー電極142に低温工程を実行する前の形状と同じ形状を有することができます。
Here, the metal particles MB1 may include an electrically conductive metal material, and may include, for example, silver (Ag) having very good electrical conductivity. The metal particles MB1 may have the same shape as that before the first
例えば、金属粒子MB1が低温工程を実行する前に円形や楕円形の形状をしている場合は、低温工程を実行した後も、円形や楕円形の形状をそのまま維持することができる。 For example, when the metal particles MB1 have a circular or elliptical shape before the low temperature process is performed, the circular or elliptical shape can be maintained as it is even after the low temperature process is performed.
なお、複数の金属粒子MB1は、互いに電気的に接続することができる。ここで、金属粒子MB1の配列は、図4の(a)に示すように、格子状に配列することがあるが、これは異なって、各金属粒子MB1の行が互いに交差配列することもあり、または、各金属粒子MB1の配列が特別な配列の規則なしに、非定型な形でランダムに配列することもできる。 Note that the plurality of metal particles MB1 can be electrically connected to each other. Here, the arrangement of the metal particles MB1 may be arranged in a lattice pattern as shown in FIG. 4A, but this is different, and the rows of the metal particles MB1 may cross each other. Alternatively, the arrangement of the metal particles MB1 may be randomly arranged in an atypical form without any special arrangement rule.
このような第1バスバー電極142の金属粒子MB1は、図4の(a)に示されたように、大きさが均一となることがある。この時、金属粒子MB1のサイズは1μm以下で有り得る。したがって、一例では、金属粒子MB1が図4の(a)に示されたように、円型を有する場合、金属粒子MB1の直径は1μm以下で有り得る。
The metal particles MB1 of the first
しかし、これとは異なって、図4の(b)に示されたように、複数の金属粒子MB1は、1μm以下の均一な第1直径(RMB1)を有する金属粒子MB1と第1直径(RMB1)より大きく、均一な第2直径(RMB2)を有する金属粒子(MB2)が混合されて構成されることもある。このような場合には、第2直径(RMB2)は、1μm超過〜10μm以下で有り得る。 However, unlike this, as shown in FIG. 4B, the plurality of metal particles MB1 are composed of metal particles MB1 having a uniform first diameter (RMB1) of 1 μm or less and a first diameter (RMB1). ) A metal particle (MB2) having a larger and uniform second diameter (RMB2) may be mixed. In such a case, the second diameter (RMB2) may be more than 1 μm and not more than 10 μm.
また、熱硬化性樹脂(RS)は、図4の(a)及び(b)に示されたように、複数の金属粒子MB1の間に配置することができる。このような熱硬化性樹脂(RS)は、複数の金属粒子MB1を互いに凝集させ、低温熱処理工程(例えば、300℃〜350℃)で硬化され、第1バスバー電極142の強度を強化させる役割をする。
Moreover, the thermosetting resin (RS) can be disposed between the plurality of metal particles MB1 as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). Such a thermosetting resin (RS) agglomerates the plurality of metal particles MB1 to each other, is cured in a low-temperature heat treatment process (for example, 300 ° C. to 350 ° C.), and strengthens the strength of the first
本発明に係る熱硬化性樹脂(RS)は、第1バスバー電極142を形成するバスバーペーストが低温工程(例えば、300℃〜350℃)で熱処理されても、蒸発せず、第1バスバー電極142そのまま残存することになる。
The thermosetting resin (RS) according to the present invention does not evaporate even when the bus bar paste forming the first
なお、本発明に係る第1バスバー電極142は、重合反応を発生させる開始剤(initiator)をさらに含むことができる。このような開始剤はバスバーペーストを熱処理する際に、重合反応を起こし、初期に複数の金属粒子MB1を凝集させ、第1バスバー電極142の強度を強化させる役割をする。
In addition, the first
したがって、本発明のような第1バスバー電極142を形成するバスバーペーストに金属粒子MB1と熱硬化性樹脂(RS)以外の他の物質(例えば、開始剤)が含まれでも、金属粒子MB1を除去した状態で、熱硬化性樹脂(RS)が占める体積の割合が90%以上で有り得る。
Therefore, even if the bus bar paste forming the first
また、本発明に係る第1バスバー電極142は、複数の金属粒子MB1を凝集させる不揮発性物質の熱硬化性樹脂(RS)を含んでいるので、電気伝導性の金属物質を凝集させるためのガラスフリット(glass frit)を含まないか、含んでもガラスフリットを、前記第1バスバー電極の単位体積当たり10%以下の体積比だけ含むことができる。
In addition, since the first
ここで、ガラスフリットは、非伝導性物質として、第1バスバー電極142に含まれる場合、第1バスバー電極142の抵抗が増加することになる。したがって、ガラスフリットは含まれても最小限に含まれていることが最も望ましいので、以下では、第1バスバー電極142にガラスフリットが含まれていない場合を一例として説明する。
Here, when the glass frit is included in the first
このような本発明に係る第1バスバー電極142を図5に示された従来のバスバー電極と比較すると、次のとおりである。
A comparison of the first
まず、(1)本発明に係る第1バスバー電極142は、低温工程(例えば、300℃〜350℃)で熱処理され、図5のガラスフリット(GF)を含んでおらず、図4に示されたように、第1バスバー電極142が第1誘電層130の上に接して配置される。
First, (1) the first
しかし、従来のバスバー電極は、図5に示されたように、高温工程(例えば、800℃〜900℃)で熱処理され、ガラスフリット(GF)を含むので、図5に示されたように、バスバー電極が熱処理され、第1誘電層130を貫通して入ってエミッタ部121と接触して配置される。
However, the conventional bus bar electrode is heat-treated in a high temperature process (for example, 800 ° C. to 900 ° C.) and includes glass frit (GF) as shown in FIG. The bus bar electrode is heat treated and is disposed through the
(2)本発明に係る第1バスバー電極142は、不揮発性熱硬化性樹脂(RS)を含むので、低温熱処理工程を行う場合でも、最終的に完成された第1バスバー電極142に熱硬化性樹脂(RS)がそのまま残ることになる。
(2) Since the first
しかし、従来のバスバー電極を形成するペーストは、バインダーの役割をする樹脂(図示せず)を含むとしても、図5に示されたように、800℃〜900℃の高温熱処理工程によってすべて削除され、最終的に完成するバスバー電極には、樹脂(図示せず)が存在しなくなる。 However, even if the paste forming the conventional bus bar electrode includes a resin (not shown) serving as a binder, as shown in FIG. 5, it is completely removed by a high-temperature heat treatment process at 800 ° C. to 900 ° C. In the finally completed bus bar electrode, no resin (not shown) is present.
(3)本発明に係る第1バスバー電極142は、低温工程(例えば、300℃〜350℃)で熱処理されるので、バスバーペーストにあった金属粒子MB1の形状が元の形状で維持され、最終的に完成される第1バスバー電極142に円形または楕円形の形状を有する金属粒子MB1の形状がそのまま維持される。
(3) Since the first
しかし、従来のバスバー電極は、熱処理前のペースト状態で金属物質(MP)が円形または楕円形の形状を有していても、熱処理工程の温度が、例えば、800℃〜900℃程度で、相対的に高いため、図5に示されたように、最終的に完成されるバスバー電極からの金属物質(MP)は、円形または楕円形の形状を有しなく、熱によって金属物質の一部または全部が溶解した形を有するようになる。したがって、最終的に完成されるバスバー電極での金属物質(MP)は、円形または楕円形の形状とは異なり、一部または全部が溶解した形状を有するようになる。 However, in the conventional bus bar electrode, even if the metal material (MP) has a circular or elliptical shape in a paste state before heat treatment, the temperature of the heat treatment process is about 800 ° C. to 900 ° C., for example. Therefore, as shown in FIG. 5, the metal material (MP) from the finally completed busbar electrode does not have a circular or elliptical shape, and a part of the metal material or Everything has a dissolved form. Therefore, the metal material (MP) in the bus bar electrode that is finally completed has a shape in which a part or all of the metal material (MP) is dissolved, unlike the circular or elliptical shape.
なお、(4)従来のバスバー電極は、前述したように、熱処理工程の温度が、例えば、800℃〜900℃程度で、相対的に高いので、図5に示されたように、最終的に完成されるバスバー電極での金属物質(MP)の中の一部は、元の形を見分けることができないほど完全に溶解した後、バスバー電極の底に流れ落ちた後、乾燥過程でエミッタ部121との境界面でエミッタ部121に含有されたシリコン(Si)と反応して再結晶化された金属層(RMP)が形成されるが、本発明に係る第1バスバー電極142は、図4に示されたように、低温工程(例えば、300℃〜350℃)で熱処理されるので、このような再結晶化された金属層(RMP)を含まない。
Note that (4) the conventional bus bar electrode has a relatively high temperature of, for example, about 800 ° C. to 900 ° C. as described above. A part of the metal material (MP) in the completed bus bar electrode is completely dissolved so that the original shape cannot be distinguished, and then flows down to the bottom of the bus bar electrode. A recrystallized metal layer (RMP) is formed by reacting with silicon (Si) contained in the
このような本発明に係る太陽電池の第1バスバー電極142は、ガラスフリット(GF)を含まず、低温工程で熱処理を行えるペーストを塗布して形成されるので、エミッタ部121と基板110に加わる熱損傷を最小限に抑えることができ、太陽電池の効率をさらに向上させることができる。
Since the first
図1及び図2では、第1フィンガー電極141が第1バスバー電極142を中心に離隔された場合を一例として説明したが、このような構造は変更が可能である。
1 and 2, the case where the
次の図6乃至図7Bは、本発明の第2実施形態に係る太陽電池を説明するための図である。 Next, FIG. 6 thru | or FIG. 7B is a figure for demonstrating the solar cell which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
図6は、本発明の第2実施形態に係る太陽電池の斜視図であり、図7Aは、図6でVII A−VII Aによる断面を示した図であり、図7Bは図6でVII B−VII Bによる断面を示した図である。 6 is a perspective view of a solar cell according to a second embodiment of the present invention, FIG. 7A is a view showing a cross section taken along line VII A-VII A in FIG. 6, and FIG. It is the figure which showed the cross section by -VIIB.
図1及び図2では、第1フィンガー電極141が第1バスバー電極142を中心に離隔された場合を一例として説明したが、図6乃至図7Bに示されたように、本発明に係る太陽電池は、第1フィンガー電極141が、第1バスバー電極142と交差する領域(CR)で第1バスバー電極142を中心に離隔されないことがあります。
1 and 2, the case where the
すなわち、本発明に係る太陽電池の第2実施形態では、第1フィンガー電極141と第1バスバー電極142と交差する領域(CR)でも、第1フィンガー電極141が、離隔されず、そのまま延長されるように形成することができる。
That is, in the second embodiment of the solar cell according to the present invention, the
したがって、図7Aでは図2Aと同じように形成され、第1バスバー電極142の断面を示した図7Bでは図2Bとは異なり、第1フィンガー電極141と第1バスバー電極142と交差する領域(CR)の下には、高濃度のエミッタ部に配置することができる。
Accordingly, in FIG. 7A, the region is formed in the same manner as FIG. 2A, and in FIG. 7B, which shows a cross section of the first
また、この時にも、図7Bに示されたように、第1バスバー電極142は、高濃度エミッタ部121Hまたは低濃度エミッタ部121Lと直接接触せずに、高濃度のエミッタ部121Hと低濃度エミッタ部121Lを含むエミッタ部121と第1バスバー電極142との間に第1誘電層130が配置されることができる。
Also at this time, as shown in FIG. 7B, the first
なお、図6乃至図7Bでは、第1フィンガー電極141の先端の高さが第1バスバー電極142の先端の高さと同じの場合を一例として示されているが、これは異なり、第1バスバー電極142の先端の高さが第1フィンガー電極141の先端の高さよりさらに高い場合もある。
6 to 7B show an example in which the height of the tip of the
したがって、図7Bとは異なって、第1フィンガー電極141と第1バスバー電極142と交差する領域(CR)では、第1バスバー電極142が第1フィンガー電極141を覆うように形成されることもある。
Therefore, unlike FIG. 7B, in the region (CR) where the
今までは第1電極140で第1フィンガー電極141と第1バスバー電極142の製造方法が互いに異なるため、第1フィンガー電極141がシード層141Sと導電性金属層141Mを含み、第1バスバー電極142が電気伝導性の金属物質をの金属粒子MB1と熱硬化性樹脂(RS)を含む場合のみを例として説明し、第2電極150は、このように限定されない場合のみ説明した。
Up to now, since the
しかし、第2電極150も、第1電極140と同様に、第1方向に配置される第2フィンガー電極と第1方向と交差する第2方向に配置される第2バスバー電極152を含むことができる。
However, like the
なお、この時に、第2フィンガー電極は、シード層141Sと導電性金属層141Mを含む構造を有し、第2バスバー電極152は、電気伝導性の金属粒子MB1と熱硬化性樹脂(RS)を含む構造を有することができる。
At this time, the second finger electrode has a structure including a
このように、第2電極150がシード層141Sと導電性金属層141Mを含む第2フィンガー電極と電気伝導性の金属粒子MB1と熱硬化性樹脂(RS)を含む第2バスバー電極152を含む場合、太陽電池は、両面接合型太陽電池で有り得る。
As described above, when the
図8と図9は、本発明の第3実施形態に係る太陽電池を説明するための図であって、図8は、両面接合型太陽電池の一部斜視図であり、図9は、図8でIX−IXラインによる断面を示した図である。 8 and 9 are views for explaining a solar cell according to a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a partial perspective view of a double-sided junction solar cell, and FIG. 8 is a diagram showing a cross section taken along line IX-IX.
図8と図9に示されたように、 第3実施形態に係る太陽電池は、基板110、基板110の第1面に配置され、高濃度エミッタ部121Hと低濃度エミッタ部121Lを備えるエミッタ部121、エミッタ部121上に配置される第1誘電層130、エミッタ部121上に配置され、第1フィンガー電極141と第1バスバー電極142を備える第1電極140、基板110の第2面に配置され、低濃度電界部172Lと高濃度電界部172Hを備える後面電界部172、後面電界部172上に配置される第2誘電層160、後面電界部172上に配置され、第2フィンガー電極151’と第2バスバー電極152’を備える第2電極150’を含むことができ、両面接合型太陽電池の構造を有することができる。
As shown in FIGS. 8 and 9, the solar cell according to the third embodiment is disposed on the first surface of the
ここで、基板110、エミッタ部121、第1電極140は、図1乃至図7で説明した内容をそのまま適用することができる。なお、第1誘電層130は、図1乃至図7で説明した第1誘電層130の内容をそのまま適用することができる。
Here, the contents described with reference to FIGS. 1 to 7 can be applied to the
したがって、基板110、エミッタ部121、第1電極140及び第1誘電層130の説明は、図1乃至図7で説明した内容と同じであるため、省略する。
Therefore, the description of the
なお、後面電界部172、第2誘電層160と第2電極150‘に対しても、先の図1乃至図2Bで説明したと同じ機能をするので、同じ部分の説明は省略し、構造的に差がある部分を主に説明する。
The back
ここで、第2誘電層160は、後面電界部172上に配置することがあり、 第2誘電層160の材料は、第1誘電層130の材料、すなわち、図1乃至図2Bで説明した第1誘電層130の材料と同じもので形成することができる。
Here, the
後面電界部172は、基板110の第2面に形成することがあり、基板110と同じ導電型の不純物が基板110より高濃度でドープされた領域、例えば、p+領域を含むことができる。
The rear surface
ここで、図8および図9に示されたように、このような後面電界部172は、低濃度電界部172Lと高濃度電界部172Hを含むことができる。このような構成は必要不可欠なものではなく、選択的に適用することができる。
Here, as shown in FIGS. 8 and 9, the rear surface
ここで、低濃度電界部172Lは、基板110と同じ導電型の不純物が第1濃度、例えば、p+でドーピングされた部分であり、高濃度電界部172Hは、基板110と同一の導電型の不純物が第1濃度より高い第濃度、例えば、p++でドーピングされた部分である。ここで、高濃度エミッタ部121Hは、第2フィンガー電極151’と同じ第1方向に形成されることがあり、第2フィンガー電極151’と直接接触することができる。
Here, the low-concentration
第2電極150’は、後面電界部172上に配置することがあり、第1方向に配置される第2フィンガー電極151’と、第1方向と交差する第2方向に配置する第2バスバー電極152’を含むことができる。
The
ここで、第2フィンガー電極151’は、高濃度エミッタ部121Hのパターンと同じパターンで、第1方向に形成されることがあり、高濃度エミッタ部121Hの上に接触して配置することができる。
Here, the
したがって、複数の第2フィンガー電極151’は、高濃度電界部172Hと電気的及び物理的に接続されて、互いに離隔されて決まった方向に並んで形成することができる。
Accordingly, the plurality of
複数の第2バスバー電極152’は、第1フィンガー電極141と交差する第2方向に配置することができる。ここで、第2バスバー電極152’は、第2誘電層160上に接触して配置することができる。つまり、第2バスバー電極152’と後面電界部172部の間には、第2誘電層160を配置することがあり、また、第2バスバー電極152’の下には、低濃度電界部172Lを配置することができる。
The plurality of second
ここで、第2フィンガー電極151’は、図3に示された第1フィンガー電極141と同様に、シード層(図示せず)と導電性金属層(図示せず)を含む構造を有し、第2バスバー電極152’は、図4に示された第1バスバー電極142と同様に、電気伝導性の金属粒子(図示せず)と熱硬化性樹脂(図示せず)を含む構造を有することができる。
Here, the
ここで、シード層(図示せず)と導電性金属層(図示せず)を含む第2フィンガー電極151’の内部構造は、先の図3で説明した第1フィンガー電極141の内部構造と同一で有り得、これに対するすべての内容が適用されることがある。
Here, the internal structure of the
また、電気伝導性の金属粒子(図示せず)と熱硬化性樹脂(図示せず)を含む第2バスバー電極152’の内部構造は、図4で説明した第1バスバー電極142の内部構造と同一で有り得、これに対するすべての内容が適用されることがある。
In addition, the internal structure of the second
また、本発明では、シード層141Sと導電性金属層141Mを含む第1フィンガー電極141と電気伝導性の金属粒子MB1と熱硬化性樹脂(RS)を含む第1バスバー電極142を備える第1電極140は、PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)構造の太陽電池にもそのまま適用されることがある。
In the present invention, the first electrode including the
図10と図11は、本発明の第4実施形態に係る太陽電池を説明するための図である。 10 and 11 are views for explaining a solar cell according to the fourth embodiment of the present invention.
図10は、PERC構造の太陽電池を示した一部斜視図であり、図11は図10でXI−XIラインに沿った断面を示した図である。 10 is a partial perspective view showing a PERC structure solar cell, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG.
図10に示されたように、本発明の第4実施形態に係る太陽電池は、基板110、基板110の第1面に配置され、高濃度エミッタ部121Hと低濃度エミッタ部121Lを備えるエミッタ部121、エミッタ部121上に配置される第1誘電層130、エミッタ部121上に配置され、第1フィンガー電極141と第1バスバー電極142を備える第1電極140、基板110の第2面に部分的に形成される複数の後面電界部172、基板110の第2面上に配置される後面保護膜190、基板110の第2面上に配置され、後面電極層151と第2バスバー電極152を備える第2電極150を含むことができる。
As shown in FIG. 10, the solar cell according to the fourth embodiment of the present invention is an emitter unit that is disposed on the first surface of the
ここで、基板110、エミッタ部121、第1誘電層130と第1電極140は、図1乃至図7で説明した内容をそのまま適用することができる。
Here, the contents described in FIGS. 1 to 7 can be applied to the
したがって、基板110、エミッタ部121、第1電極140及び第1誘電層130の説明は、図1乃至図7で説明した内容と同じであるため、省略する。
Therefore, the description of the
ここで、複数の後面電界部172は、図10と図11に示したように、第2電極150と基板110の間に位置する。複数の後面電界部172は、基板110と同じ導電型の不純物が基板110より高濃度でドープされた領域、例えば、P+領域である。
Here, the plurality of rear surface
このような複数の後面電界部172は、第2電極150と基板110の間に位置するが、後面保護膜190に形成される複数のホールを介して、第2電極150と基板110が互いに接続される部分にのみ部分的に形成される。
The plurality of rear surface
次に、後面保護膜190は、図10と図11に示されたように、基板110の第2面上に配置され、少なくとも一つのホールが形成される。
Next, as shown in FIGS. 10 and 11, the rear surface
このような後面保護膜190は、基板110の第2面の近傍で、電荷の再結合率を減少させ、基板110を通過した光の内部反射率を向上させ、基板110を通過した光の再入射率を高める。このような後面保護膜190は、単一の膜または多重膜構造を有することができます。一例として、多層構造で形成する場合には、3層構造で形成することができ、このような場合には、基板110からのシリコン酸化膜(SiOx)、シリコン窒化膜(SiNx)、シリコン酸化窒化膜(SiOxNy)の3層構造で、形成することができる。
Such a back surface
第2電極150は、前述したように、後面電極層151と第2バスバー電極152を備えることができる。
As described above, the
ここで、後面電極層151は、前述した後面保護膜190全体を覆うように後面保護膜190上に配置され、このような後面電極層151は一部が後面保護膜190に形成されたホールを通じて基板110と電気的に接続される接続部151Cを備えることができる。
Here, the
このような後面電極層151は、アルミニウム(Al)のような導電性物質で構成されているが、これに限定されるものではなく、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、銀(Ag)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、チタン(Ti)、金(Au)と、これらの組み合わせで構成される群から選択された少なくとも一つであるか、それ以外の他の導電性物質からなることもある。
The
そして、第2バスバー電極152は、後面保護膜190上に位置し、後面電極層151と電気的に接続されている。このような第2バスバー電極152は、第1バスバー電極142と同じ方向に伸びているストライプ形状で有り得る。この時、複数の第2バスバー電極152は、第1バスバー電極142と向き合う位置に位置することができる。
The second
なお、このような第2バスバー電極152は、第1バスバー電極142と同じ材質と構造で形成することができる。
The second
したがって、第2バスバー電極152も、電気伝導性の金属粒子(図示せず)と熱硬化性樹脂(図示せず)を含むことができる。なお、先の図4で説明した第1バスバー電極142の構造と材質をそのまま第2バスバー電極152に適用することができる。したがって、これに対する詳細な説明は、図4の説明に代替する。
Accordingly, the second
このように、本発明に係る太陽電池は、第1フィンガー電極141と第1バスバー電極142を互いに異なる製造方法で形成し、第1フィンガー電極141と第1バスバー電極142が互いに異なる電極構造と物質を含むことができる。このように、第1フィンガー電極141と第1バスバー電極142の製造方法が互いに異なることにより、太陽電池の効率と生産性を向上することができる。
Thus, in the solar cell according to the present invention, the
今までは第1フィンガー電極141がシード層141Sと導電性金属層141Mを含んで形成され、第1バスバー電極142が電気伝導性の金属粒子MB1と熱硬化性樹脂(RS)を含む太陽電池の構造についてのみ説明したが、以下では、このような構造を有する太陽電池を製造する方法について説明する。
Up to now, the
図12A乃至図12Gは、本発明に係る太陽電池を製造する方法の一例を説明するための図である。 12A to 12G are views for explaining an example of a method for producing a solar cell according to the present invention.
図12A乃至図12Gで説明する太陽電池の製造方法は、先の太陽電池の様々な実施例の中で図6に示された太陽電池を製造する方法を一例として説明するが、このような太陽電池の製造方法は、第1電極140が第1フィンガー電極141と第1バスバー電極142を備える場合の太陽電池には、すべて適用することができる。
The solar cell manufacturing method described with reference to FIGS. 12A to 12G will be described by taking the solar cell manufacturing method shown in FIG. 6 as an example among the various solar cell embodiments described above. The battery manufacturing method can be applied to all solar cells when the
この時に、第1フィンガー電極141がメッキ方式で形成され、第1フィンガー電極141がシード層141Sと導電性金属層141Mを備え、第1バスバー電極142が電気伝導性の金属粒子MB1と熱硬化性樹脂(RS)を含むバスバーペースト(P142)を塗布して形成され、第1バスバー電極142が電気伝導性の金属粒子MB1と熱硬化性樹脂(RS)を有する構造で形成することができる。
At this time, the
本発明に係る太陽電池の製造方法について具体的に説明すると、次のとおりである。 The method for manufacturing a solar cell according to the present invention will be specifically described as follows.
まず、図12Aに示されたように、第1導電型の不純物を含有する基板110の第1面に第1導電型と反対の第2導電型の不純物を含有し、第1シート抵抗を有する低濃度エミッタ部121Lを形成する。
First, as shown in FIG. 12A, the first surface of the
この時にたとえば、図示していないが、基板110の第1面は、前処理のステップで、テクスチャリング処理が可能であり、これにより基板110の第1面には、複数の凹凸を形成することができる。したがって、基板110の第1面に形成される低濃度エミッタ部121Lも複数の凹凸を含んで形成することができる。
At this time, for example, although not shown, the first surface of the
このとき、低濃度エミッタ部121Lは、チャンバ内で、第2導電型の不純物を含有するガスを第1導電型の不純物を含有する基板110の第1面に拡散させて形成することができる。
At this time, the low-
次に、図12Bに示されたように、低濃度エミッタ部121Lに第1誘電層130を形成することができる。このような第1誘電層130は、例えば、CVDまたはPECVDチャンバ内で、必要に応じて工程ガスと圧力を変化させながら蒸着させて形成することができ、単層または複数の層で形成することができる。この時の工程ガスの蒸着によって低濃度エミッタ部121Lの上には、水素を含有する透明なシリコン窒化膜(SiNx)、シリコン酸化膜(SiOx)、またはシリコン酸化窒化膜(SiOxNy)のうちの少なくとも一つを含有する第1誘電層130が形成されることがある。
Next, as shown in FIG. 12B, the
次に、図12C乃至図12Eに示されたように、第1誘電層130を部分的にエッチングして、第1誘電層130が部分的にエッチングされて露出された低濃度エミッタ部121Lに、第1方向に第1シート抵抗よりも低い第2シート抵抗を有する高濃度エミッタ部121Hを形成する。
Next, as shown in FIGS. 12C to 12E, the
そのためには、まず、図12Cに示されたように、第1誘電層130の一部の上に第1フィンガー電極141のパターンと同じパターンを有する第1方向に第2導電型の不純物を含むドーパントペースト(DP)を塗布する。
For this purpose, first, as shown in FIG. 12C, a second conductivity type impurity is included in the first direction having the same pattern as the pattern of the
このようなドーパントペースト(DP)は、インクジェットプリンティング法(ink jetting)、スピンコート法(spin coating)、またはスクリーン印刷法などを利用して塗布することができる。 Such a dopant paste (DP) can be applied using an ink jet printing method, a spin coating method, a screen printing method, or the like.
ここで、ドーパントペースト(DP)が第1誘電層130の一部の上に第1フィンガー電極141のパターンと同じパターンを有する第1方向に塗布された場合を一例として示して説明したが、これと異なる方法で、ドーパントペースト(DP)を、第1誘電層130のすべての面上に塗布することもできる。このような場合、別のマスクなどを使用する必要がなく、工程をさらに単純にすることができる。しかし、このような場合、ドーパントペースト(DP)の消費量が多く、製造コストが増加することができる。
Here, the case where the dopant paste (DP) is applied on a part of the
このように、第1誘電層130の上にドーパントペースト(DP)が第1方向に部分的に塗布されると、図12Dに示されたように、レーザ照射装置(LB)が第1方向に移動しながら、ドーパントペースト(DP)にレーザビームを選択的に照射する。
Thus, when the dopant paste (DP) is partially applied on the
つまり、基板110のすべての面の中でドーパントペースト(DP)が塗布された部分のみレーザビームを選択的に照射することができる。
That is, only a portion where the dopant paste (DP) is applied on all the surfaces of the
これは、ドーパントペースト(DP)が第1誘電層130のすべての面上に塗布された場合にも同様に適用することができる。つまりドーパントペースト(DP)が第1誘電層130のすべての面上に塗布された場合には、基板110のすべての面の中で、第1フィンガー電極141が形成される部分のドーパントペースト(DP)が塗布された部分のみレーザビームを選択的に照射することができる。
This can be similarly applied when the dopant paste (DP) is applied on all the surfaces of the
このようなレーザ照射装置(LB)は、図12Dに示されたように、複数個を利用することもあるが、一つのレーザ照射装置(LB)を複数回繰り返し使用することも可能である。 As shown in FIG. 12D, a plurality of such laser irradiation devices (LB) may be used, but one laser irradiation device (LB) may be used repeatedly a plurality of times.
このように、第1誘電層130上のドーパントペースト(DP)にレーザビームが照射されると、図12Eに示されたように、第1誘電層130の一部がエッチングされ、同時にドーパントペースト(DP)の不純物が低濃度エミッタ部121Lの内部に拡散されて、低濃度エミッタ部121Lの一部には、高濃度エミッタ部121Hが形成されることがある。
In this way, when the dopant paste (DP) on the
ここで、高濃度エミッタ部121Hは、第1フィンガー電極141のパターンと同じパターン、すなわち第1方向に長く伸びたストライプの形で形成することができる。
Here, the high-
このとき、第1誘電層130の一部は図12Eに示されたように、ストライプ状にエッチングされることもあるが、これとは異なり、ストライプ配列を有する複数の開口ホールが含まれる形でエッチングすることもできる。
At this time, as shown in FIG. 12E, a part of the
このように、第1誘電層130の一部がエッチングされる形は、レーザビームの移動速度や出力電力を調節して制御することができる。
Thus, the form in which a part of the
一例として、レーザビームの移動速度を相対的に下げ、出力されるレーザビームの電力を相対的に高める場合には、図12Eに示されたように、エッチングされる第1誘電層130の一部がストライプ形状を有することができる。
For example, when the moving speed of the laser beam is relatively decreased and the power of the output laser beam is relatively increased, a part of the
逆に、レーザビームの移動速度を相対的に高め、出力されるレーザビームの電力を相対的に下げる場合には、図12Eに示されたものと異なり、エッチングされる第1誘電層130の一部は、ストライプ配列を有する複数の開口ホールが含まれる形でエッチングされることもある。 On the contrary, when the moving speed of the laser beam is relatively increased and the power of the output laser beam is relatively decreased, unlike the one shown in FIG. The portion may be etched in such a way that a plurality of opening holes having a stripe arrangement are included.
このとき、レーザビームによってエッチングされる第1誘電層130の幅は、第1フィンガー電極141の幅(W141)より小さいことがある。
At this time, the width of the
次に、たとえとして示さながったが、レーザビームによってエッチングされた第1誘電層130の残留物とドーパントペースト(DP)の残留物を除去することができる。
Next, although not shown as an example, the residue of the
次に、図12Fに示されたように、高濃度エミッタ部121Hの上に、第1方向に第1フィンガー電極141を形成することができる。このような第1フィンガー電極141は、メッキ方式で形成することができる。
Next, as shown in FIG. 12F, the
したがって、第1フィンガー電極141を形成するステップは、高濃度エミッタ部121Hの上にシード層141Sを形成するステップとシード層141Sの上に導電性金属層141Mを形成するステップを含むことができる。これにより、図3に示されたように、第1フィンガー電極141は、シード層141Sと導電性金属層141Mを備えることができる。
Accordingly, the step of forming the
このときのシード層141Sと導電性金属層141Mの材料は、先の図3で説明したものと同じであり、これに対する具体的な説明は、図3での説明と重複するため、省略する。
The materials of the
このように、第1フィンガー電極141をメッキ方式で形成する場合、(1)アライメントを合わせる別の工程が必要なくなるので、第1フィンガー電極141の製造工程をさらに単純化することができ、(2)最小限の領域にのみレーザビームを照射するのでエミッタ部121や基板110の熱損傷を最小限に抑えることができ、(3)に加えて、第1フィンガー電極141を製造するときに、第1フィンガー電極141がエミッタ部121を貫通して基板110と接触する短絡(shunt)が発生する可能性がなく、太陽電池の製造工程の歩留まりをさらに向上することができる。
Thus, when forming the
次に、図12Gに示されたように、第1フィンガー電極141の第1方向と交差する第2方向に電気伝導性の金属粒子(MB)と熱硬化性樹脂(RS)を含むバスバーペースト(P142)を塗布し、バスバーペースト(P142)を低温熱処理して第1バスバー電極142を形成する。
Next, as shown in FIG. 12G, a bus bar paste containing electrically conductive metal particles (MB) and a thermosetting resin (RS) in a second direction intersecting the first direction of the first finger electrode 141 ( P142) is applied, and the bus bar paste (P142) is heat-treated at a low temperature to form the first
なお、このようなバスバーペースト(P142)の低温熱処理工程により、第1フィンガー電極141のシード層141Sで高濃度エミッタ部121Hと接する境界面にはニッケル(Ni)とシリコン(Si)が化学的に結合してシリサイド化(silicidation)されたニッケル−シリサイド(Ni−Si)層(図示せず)を形成することができる。
By the low-temperature heat treatment process of the bus bar paste (P142), nickel (Ni) and silicon (Si) are chemically formed on the boundary surface of the
ここで、バスバーペースト(P142)の金属粒子(MB)は、導電性金属、例えば、銀(Ag)を含むことができ、この時の金属粒子(MB)は、例えば、円形または楕円形の形状を有することができる。 Here, the metal particles (MB) of the bus bar paste (P142) may include a conductive metal, for example, silver (Ag). The metal particles (MB) at this time may have, for example, a circular or elliptical shape. Can have.
ここで、金属粒子(MB)の直径は最大1μm以下で有り得、このようなバスバーペースト(P142)は、ガラスフリット(GF)を含まないことがある。 Here, the diameter of the metal particles (MB) may be up to 1 μm or less, and such a bus bar paste (P142) may not contain glass frit (GF).
また、バスバーペースト(P142)の熱硬化性樹脂(RS)は、熱硬化性樹脂は、モノマー系のエポキシ(epoxy)樹脂またはアクリル(acrylic)樹脂を含むことができる。 In addition, the thermosetting resin (RS) of the bus bar paste (P142) may include a monomeric epoxy resin or an acrylic resin.
なお、バスバーペースト(P142)は、重合反応を発生させる開始剤(initiator)をさらに含むことができる。 The bus bar paste (P142) may further include an initiator that causes a polymerization reaction.
ここで、熱硬化性樹脂(RS)は、複数の金属粒子(MB)を凝集させ、低温工程(例えば、300℃〜350℃)に熱処理されて硬化される特性があり、開始剤バスバーペースト(P142)を熱処理する際に、重合反応を起こし、初期に複数の金属粒子(MB)を凝集させて、第1バスバー電極142の強度を強化させる役割をする。
Here, the thermosetting resin (RS) has a property of aggregating a plurality of metal particles (MB) and cured by heat treatment in a low temperature process (for example, 300 ° C. to 350 ° C.). When heat-treating P142), a polymerization reaction is caused to agglomerate a plurality of metal particles (MB) at an initial stage to strengthen the strength of the first
なお、本発明のバスバーペースト(P142)は、ガラスフリット(glass frit)を含まないか、含んでもバスバーペースト(P142)の単位体積当たり10%以下の体積比を有することができる。このようなガラスフリット(glass frit)は、非伝導性物質として、多く含まれるほど抵抗が増加するため、本実施形態では、バスバーペースト(P142)がガラスフリット(glass frit)を含まない場合を一例として説明する。 In addition, the bus bar paste (P142) of the present invention does not contain glass frit or may have a volume ratio of 10% or less per unit volume of the bus bar paste (P142). Since the resistance increases as the amount of such glass frit increases as a non-conductive substance, in this embodiment, the bus bar paste (P142) does not include glass frit as an example. Will be described.
ここで、バスバーペースト(P142)を低温熱処理するステップでの工程温度は300℃〜350℃の間で有り得る。 Here, the process temperature in the low-temperature heat treatment of the bus bar paste (P142) may be between 300 ° C and 350 ° C.
このような本発明に係るバスバーペースト(P142)の熱処理工程の温度は、従来のバスバー電極形成時の工程温度(例えば、800℃〜900℃)と比較して相対的に低く、本発明のバスバーペースト(P142)がガラスフリット(GF)を含まず、熱硬化性樹脂(RS)が低温工程(例えば、300℃〜350℃)で熱処理されるので、バスバーペースト(P142)が熱処理されても、バスバーペースト(P142)が第1誘電層130を 貫通して入ってないで、図4に示されたように、バスバーペースト(P142)の熱硬化性樹脂(RS)が最終的に完成される第1バスバー電極142にそのまま残ることになる。
The temperature of the heat treatment process of the bus bar paste (P142) according to the present invention is relatively lower than the process temperature (for example, 800 ° C. to 900 ° C.) at the time of conventional bus bar electrode formation, and the bus bar of the present invention. Since the paste (P142) does not contain glass frit (GF) and the thermosetting resin (RS) is heat-treated in a low-temperature process (for example, 300 ° C. to 350 ° C.), even if the bus bar paste (P142) is heat-treated, The bus bar paste (P142) does not penetrate through the
なお、バスバーペースト(P142)の熱処理工程の温度が相対的に低いため、バスバーペースト(P142)にあった金属粒子(MB)の形が元の形そのまま維持され、低温熱処理前に、金属粒子(MB)の形が円形または楕円形の形状である場合には、最終的に完成された第1バスバー電極142にも金属粒子(MB)の形がそのまま維持されて円形または楕円形の形状を有することができる。なお、本発明に係るバスバーペースト(P142)の熱処理工程は、工程の温度が相対的に低いので、エミッタ部121の境界面に金属粒子(MB)とエミッタ部121のシリコン(Si)が反応して再結晶化される金属層(RMP)を形成していない。
In addition, since the temperature of the heat treatment step of the bus bar paste (P142) is relatively low, the shape of the metal particles (MB) in the bus bar paste (P142) is maintained as it is, and the metal particles ( In the case where the shape of MB) is a circular or elliptical shape, the shape of the metal particles (MB) is maintained as it is in the first
また、本発明のバスバーペースト(P142)の熱処理工程は、300℃〜350℃の間の低温工程で熱処理が可能なバスバーペースト(P142)を塗布して形成されるので、エミッタ部121と基板110に加わる熱損傷を最小限に抑えることができ、太陽電池の効率をさらに向上させることができる。 In addition, the heat treatment process of the bus bar paste (P142) of the present invention is formed by applying the bus bar paste (P142) that can be heat treated in a low temperature process between 300 ° C. and 350 ° C. It is possible to minimize the heat damage applied to the solar cell, and to further improve the efficiency of the solar cell.
以降、基板110の第2面に後面電界部172と第2電極150を形成して、図6に示されたような太陽電池を製造することができる。
Thereafter, the rear surface
Claims (21)
前記基板の第1面に配置され、前記第1導電型と反対の第2導電型の不純物を含有し、第1シート抵抗を有する低濃度エミッタ部と、前記第1シート抵抗より低い第2シート抵抗を有する高濃度エミッタ部を備えるエミッタ部と、
前記エミッタ部の上に配置される第1誘電層と、
前記高濃度エミッタ部上に第1方向に配置される第1フィンガー電極と、前記低濃度エミッタ部上に第2方向に配置される第1バスバー電極を含む第1電極と、
前記基板の第2面に形成され、前記基板と接続される第2電極とを含み、
前記第1バスバー電極は電気伝導性の金属粒子と熱硬化性樹脂を含み、前記第1フィンガー電極は、前記の高濃度エミッタ部と接触するシード層と、前記シード層の上に形成される導電性金属層を含む、太陽電池。 A substrate containing impurities of a first conductivity type;
A low-concentration emitter having a first sheet resistance and having an impurity of a second conductivity type opposite to the first conductivity type, disposed on the first surface of the substrate; and a second sheet lower than the first sheet resistance An emitter section comprising a high-concentration emitter section having resistance;
A first dielectric layer disposed on the emitter portion;
A first electrode including a first finger electrode disposed in a first direction on the high-concentration emitter portion; a first electrode including a first bus bar electrode disposed in a second direction on the low-concentration emitter portion;
A second electrode formed on the second surface of the substrate and connected to the substrate;
The first bus bar electrode includes electrically conductive metal particles and a thermosetting resin, and the first finger electrode includes a seed layer in contact with the high-concentration emitter and a conductive layer formed on the seed layer. Solar cell including a conductive metal layer.
前記導電性金属層は、スズ(Sn)、銅(Cu)と銀(Ag)のうち少なくとも一つを含む、請求項1記載の太陽電池。 The seed layer includes nickel-silicide (Ni-Si),
The solar cell according to claim 1, wherein the conductive metal layer includes at least one of tin (Sn), copper (Cu), and silver (Ag).
前記低濃度エミッタ部上に第1誘電層を形成するステップと、
前記第1誘電層上にドーパントペーストを塗布し、前記のドーパントペーストにレーザービームを照射して前記第1シート抵抗より低い第2シート抵抗を有する高濃度エミッタ部を形成するステップと、
前記高濃度エミッタ部上に第1方向に第1フィンガー電極を形成し、第2方向に第1バスバー電極を形成する第1電極形成ステップと、
前記基板の第2面に第2電極を形成するステップとを含み、
前記第1電極形成ステップで、前記第1フィンガー電極はメッキ方式で形成し、前記第1バスバー電極は電気伝導性の金属粒子と熱硬化性樹脂を含むバスバーペーストを塗布し設定温度で熱処理して形成する太陽電池の製造方法。 Forming a low concentration emitter portion having a first sheet resistance on a first surface of a substrate;
Forming a first dielectric layer on the low-concentration emitter portion;
Applying a dopant paste on the first dielectric layer and irradiating the dopant paste with a laser beam to form a high-concentration emitter having a second sheet resistance lower than the first sheet resistance;
Forming a first finger electrode in a first direction on the high-concentration emitter and forming a first bus bar electrode in a second direction;
Forming a second electrode on the second surface of the substrate,
In the first electrode forming step, the first finger electrode is formed by a plating method, and the first bus bar electrode is coated with a bus bar paste containing electrically conductive metal particles and a thermosetting resin, and heat-treated at a set temperature. A method for manufacturing a solar cell to be formed.
前記第1フィンガー電極は、前記の高濃度エミッタ部上にニッケルを含むシード層と、前記シード層の上に導電性金属層で形成され、
前記のバスバーペーストを設定温度で熱処理する際に、前記第1フィンガー電極のシード層にはニッケル(Ni)と、前記高濃度エミッタ部のシリコン(Si)が化学的に結合したニッケル−シリサイド(Ni−Si)層が形成される、請求項14記載の太陽電池の製造方法。 In the first electrode forming step,
The first finger electrode is formed of a seed layer including nickel on the high-concentration emitter and a conductive metal layer on the seed layer.
When heat-treating the bus bar paste at a set temperature, nickel (Ni) and nickel-silicide (Ni) in which nickel (Ni) and silicon (Si) in the high-concentration emitter are chemically bonded to the seed layer of the first finger electrode. The method for producing a solar cell according to claim 14, wherein a -Si) layer is formed.
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